ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ СКВАЖИН
Математическая модель процесса бурения позволяет рассчитать величины максимального углубления зубцов долота в породу, среднего и максимального крутящих моментов на долоте для любых условий бурения, предусмотренных моделью. Выше было показано, каким образом, используя результаты лабораторных испытаний кернов, можно вычислить скорость проходки неизношенным долотом. Однако этого недостаточно, чтобы оценить, насколько успешно протекает процесс бурения в целом. Для характеристики этого процесса в практике выработана система показателей, определяющих его эффективность как с механической, так и с экономической точек зрения.
Из большого числа подобных показателей выберем три, которые наиболее полно характеризуют рабочий процесс разрушения породы на забое, а именно, проходку на долото за рейс Я, рейсовую скорость v и стоимость 1 м проходки С.
Указанные показатели эффективности процесса бурения рассчитываются по известным соотношениям, с использованием величины скорости проходки V, вычисленной на основе математического моделирования, а также экспериментальных зависимостей, связывающих износ элементов долота с параметрами режима.
В результате этих операций появляется возможность оптимизировать режимы бурения, т. е. подобрать для каждых конкретных условий такой режим, при котором оптимизируемый показатель принимает экстремальное значение.
Нетрудно видеть, что подобный подход к оптимизации процесса бурения позволяет получить обоснованные рекомендации для разбуривания именно тех пород, которые были представлены кернами при лабораторном получении их характеристик. Между тем при проектировании режимно-технологической программы бурения скважин часто невозможно получить и обработать керновый материал, полностью представляющий геологический разрез месторождения, тем более что часто перемежаемость пород проявляется внутри данного рейса. Следовательно, необходимо изыскать методы отбора представительных кернов и соответствующего исследования их, которые бы позволили с помощью ограниченного количества лабораторных испытаний и расчетов оптимизировать процесс реального бурения по всему разрезу с учетом его изменения в рамках разбуриваемой площади.
В связи с изложенным выше в настоящей главе рассмотрены вопросы расчета показателей эффективности процесса бурения, — отыскания области оптимальных режимов и подбора рациональных типов породоразрушающих инструментов, а также основные принципы отбора представительных кернов горных пород.